JP4259881B2

JP4259881B2 - Cleaning method of silicon wafer

Info

Publication number: JP4259881B2
Application number: JP2003001131A
Authority: JP
Inventors: 浩司荒木; 宏治泉妻; 一日児鹿島
Original assignee: Covalent Materials Corp
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2023-01-07
Also published as: JP2004214492A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウエハの清浄化方法に関し、より詳細には、炭化ケイ素製ボートを用いた熱処理において、シリコンウエハを清浄化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
チョクラルスキー（ＣＺ）法により引き上げられたシリコン単結晶インゴットからシリコンウエハを製造する工程において、ウエハ表層の結晶欠陥の低減、表面のマイクロラフネスの改善等を目的として、１０００〜１３００℃程度での熱処理が施される。
【０００３】
前記熱処理工程において、被処理シリコンウエハを載置する治具として、ボートが用いられるが、その材質は、炭化ケイ素製、シリコン製または石英製のものが一般的である。
これらのうち、炭化ケイ素製のボートは、他の材質のものに比べて耐熱性に優れ、一体成形加工が可能であることから、最も汎用性が高い。この炭化ケイ素製のボートは、通常、炭化ケイ素焼結体からなる基材の表面に、より高純度の炭化ケイ素のＣＶＤ膜をコーティングすることにより作製される。
【０００４】
上記のような炭化ケイ素製のボートを用いて熱処理を行った場合、シリコンウエハ表面に樹状の欠陥が発生することがあった。
このようなシリコンウエハの欠陥の発生は、熱処理工程の前に、例えば、特許文献１に記載されているように、金属不純物除去のため、フッ化水素酸洗浄等により、シリコンウエハ表面の清浄化処理を行った場合であっても起こることがあった。
【０００５】
上記のような欠陥の発生は、ボートを構成する炭化ケイ素焼結体基材または炭化ケイ素ＣＶＤ膜に含まれる遊離カーボンの放出に起因するものであると考えられ、前記ボートを使用して熱処理を繰り返し行うと、上記欠陥の発生は増加する傾向にあった。
【０００６】
このため、ボートは定期的に清浄化処理を行う必要があり、従来は、フッ化水素酸洗浄、酸化処理等の方法を用いて、必要に応じて、随時、清浄化を図ることが行われていた（例えば、特許文献２参照）。
このように、熱処理工程において欠陥および不純物濃度の低い高品質のシリコンウエハを歩留よく得るためには、熱処理に用いられるボート等の部材も、別途、頻繁に清浄化処理しなければならず、シリコンウエハの製造において、手間とコストを要することとなっていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−７８３７７号公報
【特許文献２】
特開平９−１６２１４６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような清浄化を目的とする酸化処理は、炭化ケイ素製ボートからの遊離カーボンの放出を防止するためには、確かに効果的であり、予め酸化処理したボートを用いることも考えられた。
【０００９】
しかしながら、酸化処理した炭化ケイ素製ボートを用いた場合であっても、シリコンウエハの熱処理を行った場合、熱処理中に、ボートの表面に形成された酸化膜は、徐々にエッチングされ、酸化膜厚は減少してく。
このため、熱処理工程を連続して繰り返し行った場合、酸化膜厚の減少が進行し、遊離カーボンの放出を防止する効果はほとんどなくなってしまい、シリコンウエハ表面の欠陥および汚染が再び発生することとなる。
【００１０】
したがって、予め酸化処理した炭化ケイ素製ボートを用いた場合であっても、高品質シリコンウエハを安定的に得るためには、上記のような定期的なボートの清浄化処理は必要であり、熱処理に好適な状態とするための手間やコストの改善を十分に図ることはできなかった。
【００１１】
本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、シリコンウエハの熱処理工程に用いられる炭化ケイ素製ボートからの遊離カーボンの放出を永続的に防止することができ、高品質のシリコンウエハを安定的に供給することができるシリコンウエハの清浄化方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るシリコンウエハの清浄化方法は、シリコンウエハを予め酸化処理した炭化ケイ素製ボートに載置して、不活性ガス雰囲気下、１０００〜１３００℃でシリコンウエハを熱処理する工程と、前記シリコンウエハの１０００℃以下での冷却過程において、前記炭化ケイ素製ボートに載置した状態で酸化処理し、前記シリコンウエハ表面および前記炭化ケイ素製ボートの表面に酸化膜を形成する工程と、前記酸化処理したシリコンウエハをＲＣＡ洗浄またはオゾン水とフッ化水素酸洗浄する工程とを備え、前記熱処理工程および酸化処理工程で、前記炭化ケイ素ボートを連続的に繰り返し使用することを特徴とする。
上記方法によれば、シリコンウエハのアニール処理と併せて、引き続き施される酸化処理工程において、熱処理によって消耗減少した炭化ケイ素製ボート表面の酸化膜を回復させることにより、遊離カーボンによるシリコンウエハの汚染防止を図ることができるため、高品質のシリコンウエハを安定的に供給することができ、また、該炭化ケイ素製ボートの連続的な繰り返し使用が可能となる。
また、酸化処理工程の後、上記洗浄工程を経ることにより、ウエハ表面の金属不純物を取り込んだ酸化膜、付着パーティクル等を除去し、表面が清浄化され、かつ、表面構造が安定したシリコンウエハを得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明に係るシリコンウエハの清浄化処理方法は、シリコンウエハを予め酸化処理した炭化ケイ素製ボートに載置して、不活性ガス雰囲気下、１０００〜１３００℃でシリコンウエハを熱処理する工程と、前記シリコンウエハの１０００℃以下での冷却過程において、前記炭化ケイ素製ボートに載置した状態で酸化処理し、前記シリコンウエハ表面および前記炭化ケイ素製ボートの表面に酸化膜を形成する工程と、前記酸化処理したシリコンウエハをＲＣＡ洗浄またはオゾン水とフッ化水素酸洗浄する工程とを備え、前記熱処理工程および酸化処理工程で、前記炭化ケイ素ボートを連続的に繰り返し使用することを特徴とするものである。
すなわち、本発明に係る清浄化処理方法は、熱処理後の冷却過程において、比較的高温のうちに、不活性ガス雰囲気から酸化性ガス雰囲気下に切り換えて、シリコンウエハ表面および炭化ケイ素製ボートの表面に酸化膜を生成させるものである。
【００１５】
上記方法によれば、シリコンウエハのアニール処理と併せて、引き続き施される酸化処理工程において、熱処理によって消耗減少した炭化ケイ素製ボート表面の酸化膜を回復させることができる。
したがって、熱処理の際に、載置されるシリコンウエハの遊離カーボンによる汚染防止を図ることができるため、高品質のシリコンウエハを安定的に供給することができ、また、該炭化ケイ素製ボートを連続的に繰り返し使用することが可能となる。
【００１６】
なお、本発明でいう炭化ケイ素製ボートとは、シリコンウエハを載置する部材すべてを意味するものであり、例えば、シリコンウエハを載置するホルダー等も含まれる。
また、前記炭化ケイ素製ボートは、外表面が炭化ケイ素材からなるものであればよく、内部を構成する基材は、炭化ケイ素、窒化ケイ素、シリコン、カーボン等のいずれからなるものであっても、同様の効果を得ることができる。
【００１７】
上記方法における熱処理工程は、シリコンウエハを炭化ケイ素製ボートに載置して、不活性ガス雰囲気下、シリコンウエハを１０００〜１３００℃で熱処理することにより行われる。
これは、ウエハ表層の結晶欠陥の低減、表面のマイクロラフネスの改善等を目的とする、いわゆるアニール処理である。
【００１８】
この熱処理における不活性ガス雰囲気とは、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ等の希ガスまたは窒素ガスのうちの１種またはこれらの２種以上の混合ガスの雰囲気を意味し、ウエハを清浄に保つために、このような雰囲気下で熱処理を行う。
熱処理温度は、結晶欠陥の低減、表面のマイクロラフネスの改善等の観点から、上記熱処理範囲とすることが好ましく、また、熱処理時間は、０．５〜２４時間程度であることが好ましい。
【００１９】
次いで、前記アニール処理の後、被処理ウエハを熱処理炉から搬出するために、１０００℃から室温程度まで冷却される。
この冷却過程において、シリコンウエハを、炭化ケイ素製ボートに載置した状態で酸化処理する。
すなわち、この酸化処理工程においては、アニール処理されたシリコンウエハだけでなく、それを載置している炭化ケイ素製ボートも、酸化される。
【００２０】
したがって、アニール処理により酸化膜が消耗減少した炭化ケイ素製ボート表面は、上記酸化処理により、再び酸化膜が形成され、酸化膜厚を回復させることができる。
このため、炭化ケイ素製ボートを用いて、繰り返し熱処理を行う場合、本発明に係る方法によれば、熱処理後、引き続き酸化処理を行うことにより、ボート表面の酸化膜が回復されるため、遊離カーボンの発生を永続的に防止することができ、高品質のシリコンウエハを安定的に供給することができ、しかも、該ボートを繰り返し連続的に使用することができる。
【００２１】
また、シリコンウエハは、上記のような清浄な環境下で行われるアニール処理においても、熱処理炉内のボート以外の各種部材等によって、僅かではあるが、金属不純物汚染を受ける。
このようなウエハ表面の金属不純物を除去するため、熱処理工程後、通常、洗浄処理が行われるが、この洗浄によっても、熱処理によりウエハ内部に導入された金属不純物、特に、Ｆｅを完全に除去することは困難である。
【００２２】
これに対して、本発明においては、熱処理後の上記酸化処理によって、ウエハ内部に導入された金属不純物を、酸化膜中に取り込むことができる。そして、この酸化膜を後の洗浄処理により除去することによって、金属不純物汚染の低減化を図ることができる。
【００２３】
上記のように、前記酸化処理工程後は、洗浄処理が施されるが、この洗浄処理は、ＲＣＡ洗浄またはオゾン水と希フッ化水素酸洗浄により、酸化膜を除去し、化学自然酸化膜を成長させることが好ましい。
この洗浄工程により、ウエハ表面の金属不純物を取り込んだ酸化膜、付着パーティクル等を除去し、表面が清浄化され、かつ、表面構造が安定したシリコンウエハを得ることができる。
【００２４】
前記ＲＣＡ洗浄は、特に限定されるものではなく、金属不純物を取り込んだ酸化膜、付着パーティクル等の除去を目的として、ＳＣ−１液、ＳＣ−２液等を用いた通常の洗浄方法により行うことができる。
【００２５】
また、オゾン水洗浄により、ウエハ表面に、より安定な酸化状態で均質な表面構造の酸化膜が形成され、また、フッ化水素酸洗浄を施すことにより、アニール処理により形成されたウエハの表面構造を損なうことなく、すなわち、原子レベルにおけるマイクロラフネスを悪化させることなく、洗浄することができる。
【００２６】
上記各洗浄処理は、通常の洗浄処理方法と同様に、噴霧または浸漬等により行うことができる。
前記オゾン水の濃度は、制限されないが、均質な酸化膜形成等の観点から、１０〜６０ｐｐｍ程度であることが好ましく、また、フッ化水素酸の濃度は、ウエハの表面構造の維持等の観点から、０．５〜２％程度であることが好ましい。
なお、各洗浄時間は、ウエハの大きさ、上記オゾン水濃度またはフッ化水素酸濃度等に応じて変動するものであり、適宜設定される。
【００２７】
本発明において処理されるシリコンウエハは、特に限定されるものではなく、例えば、チョクラルスキー（ＣＺ）法、フローティングゾーン（ＦＺ）法等により得られたシリコン単結晶をスライスした後、鏡面加工されたシリコンウエハ基板（プライムウエハ）、エピタキシャルウエハ、ＳＯＩウエハ等のいずれであってもよい。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づきさらに具体的に説明するが、本発明は下記の実施例により制限されるものではない。
［実施例］
熱処理前の初期酸化膜厚を１０００Åとした炭化ケイ素製ボートに、ＣＺ法シリコン単結晶インゴットから作製された直径８インチＰタイプのシリコンウエハを載置して、４００℃の熱処理装置内に搬送した。そして、Ａｒガス雰囲気下、昇温させて、１２００℃で１時間保持して、熱処理した。
前記シリコンウエハを、Ａｒガス雰囲気のまま、１０００℃まで降温した後、酸素雰囲気に切り換えて、４００℃まで降温させた後、ウエハを搬出した。
上記操作を３０回繰り返し、各処理後のウエハについて、パーティクルカウンタにより、０．１２０μｍ以上の大きさの光散乱体（ＬＰＤ；Light Point Defect）数を測定した。その結果を図１に示す。
【００２９】
また、上記１回処理後のウエハを、ＲＣＡ（ＳＣ−１）洗浄ならびに１０ｐｐｍオゾン水で１分間、１％フッ化水素酸で１分間洗浄した後、再びオゾン水洗浄して、表面光電圧（Surface Photovoltage；ＳＰＶ）法により、ウエハ全面について、バルクＦｅ濃度を測定したところ、９×１０¹⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ³であった。
【００３０】
［比較例］
上記実施例と同様にして、炭化ケイ素製ボートに、シリコンウエハを載置して、熱処理した。
前記シリコンウエハを、Ａｒガス雰囲気のまま、４００℃まで降温させた後、ウエハを搬出した。
上記操作を３０回繰り返し、各処理後のウエハについて、パーティクルカウンタにより、ＬＰＤ数を測定した。その結果を図１に示す。
【００３１】
また、上記１回処理後のウエハを、ＲＣＡ（ＳＣ−１）洗浄および希ＨＦ溶液洗浄した後、ＳＰＶにより、ウエハ全面について、バルクＦｅ濃度を測定したところ、６×１０¹¹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³であった。
【００３２】
図１に示したように、従来の熱処理方法（比較例）では、熱処理を１０回繰り返した時点で、ＬＰＤ数が増加したが、降温時に酸化処理を施す本発明に係る方法（実施例）では、熱処理を３０回繰り返しても、ＬＰＤはほとんど認められなかった。
また、実施例における処理後のウエハのバルクＦｅ濃度が、従来の熱処理方法（比較例）の場合の約１／１０であることから、本発明に係る清浄化方法によれば、シリコンウエハの金属不純物（Ｆｅ）汚染の低減化を図ることができることが認められた。
【００３３】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明に係るシリコンウエハの清浄化方法によれば、シリコンウエハの熱処理工程に用いられる炭化ケイ素製ボートからの遊離カーボンの放出を永続的に防止することができ、シリコンウエハの欠陥および不純物汚染の低減化を図ることができる。
したがって、本発明によれば、該炭化ケイ素製ボートの連続的な繰り返し使用が可能となり、シリコンウエハの製造工程における清浄化処理の効率化を図ることができ、かつ、高品質のシリコンウエハを安定的に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例および比較例における熱処理の繰り返し回数とウエハのＬＰＤ数の変化を示したグラフである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for cleaning silicon wafers, and more particularly to a method for cleaning silicon wafers in a heat treatment using a silicon carbide boat.
[0002]
[Prior art]
In the process of manufacturing a silicon wafer from a silicon single crystal ingot pulled up by the Czochralski (CZ) method, for the purpose of reducing crystal defects on the surface layer of the wafer and improving the microroughness of the surface, the temperature is about 1000 to 1300 ° C. Heat treatment is applied.
[0003]
In the heat treatment step, a boat is used as a jig for placing the silicon wafer to be processed, and the material is generally made of silicon carbide, silicon or quartz.
Of these, silicon carbide boats have the highest versatility because they are superior in heat resistance and can be integrally formed as compared with other materials. This boat made of silicon carbide is usually produced by coating a surface of a substrate made of a silicon carbide sintered body with a CVD film of higher-purity silicon carbide.
[0004]
When heat treatment is performed using a boat made of silicon carbide as described above, dendritic defects may occur on the silicon wafer surface.
The occurrence of such a defect in the silicon wafer is caused by cleaning the surface of the silicon wafer by hydrofluoric acid cleaning or the like to remove metal impurities before the heat treatment step, for example, as described in Patent Document 1. Even when processing was performed, it sometimes occurred.
[0005]
The occurrence of the defects as described above is considered to be caused by the release of free carbon contained in the silicon carbide sintered body base material or the silicon carbide CVD film constituting the boat. When repeated, the occurrence of the defects tended to increase.
[0006]
For this reason, it is necessary to periodically clean the boat. Conventionally, cleaning is performed as needed using methods such as hydrofluoric acid cleaning and oxidation treatment. (For example, refer to Patent Document 2).
Thus, in order to obtain a high-quality silicon wafer having a low defect and impurity concentration in the heat treatment step with good yield, members such as boats used for heat treatment must also be frequently cleaned separately. In the manufacture of silicon wafers, labor and cost are required.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-8-78377 [Patent Document 2]
JP-A-9-162146
[Problems to be solved by the invention]
The oxidation treatment for the purpose of cleaning as described above is certainly effective for preventing the release of free carbon from the silicon carbide boat, and it was considered that a boat that was previously oxidized was used. .
[0009]
However, even when an oxidized silicon carbide boat is used, when a heat treatment of the silicon wafer is performed, the oxide film formed on the surface of the boat during the heat treatment is gradually etched to form an oxide film thickness. Will decrease.
For this reason, when the heat treatment process is continuously repeated, the reduction of the oxide film thickness proceeds, the effect of preventing the release of free carbon is almost lost, and defects and contamination of the silicon wafer surface occur again. Become.
[0010]
Therefore, even in the case of using a silicon carbide boat that has been oxidized in advance, in order to stably obtain a high-quality silicon wafer, it is necessary to periodically clean the boat as described above. Therefore, it has not been possible to sufficiently improve labor and cost for achieving a suitable state.
[0011]
The present invention has been made to solve the above technical problems, and can permanently prevent the release of free carbon from a silicon carbide boat used in a heat treatment process of a silicon wafer, and can achieve high quality. An object of the present invention is to provide a silicon wafer cleaning method capable of stably supplying a silicon wafer.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The silicon wafer cleaning method according to the present invention includes a step of placing a silicon wafer on a silicon carbide boat that has been previously oxidized and heat-treating the silicon wafer at 1000 to 1300 ° C. in an inert gas atmosphere; In the cooling process of the wafer at 1000 ° C. or lower, an oxidation treatment is performed while the wafer is placed on the silicon carbide boat, and an oxide film is formed on the silicon wafer surface and the silicon carbide boat surface; and the oxidation treatment And a step of cleaning the silicon wafer with RCA or ozone water and hydrofluoric acid , wherein the silicon carbide boat is continuously used repeatedly in the heat treatment step and the oxidation treatment step .
According to the above method, the silicon wafer is contaminated by free carbon by recovering the oxide film on the surface of the silicon carbide boat that has been consumed and reduced by the heat treatment in the subsequent oxidation treatment step in combination with the annealing treatment of the silicon wafer. Since prevention can be achieved, high-quality silicon wafers can be stably supplied, and the silicon carbide boat can be used continuously and repeatedly.
In addition, after the oxidation treatment process, the above cleaning process is performed to remove the oxide film, adhered particles, and the like that have incorporated metal impurities on the wafer surface, and the silicon wafer with a clean surface and a stable surface structure is obtained. Obtainable.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The silicon wafer cleaning treatment method according to the present invention includes a step of placing a silicon wafer on a silicon carbide boat that has been previously oxidized and heat treating the silicon wafer at 1000 to 1300 ° C. in an inert gas atmosphere, In the cooling process of the silicon wafer at 1000 ° C. or lower, an oxidation treatment is performed while the silicon wafer is placed on the silicon carbide boat, and an oxide film is formed on the silicon wafer surface and the silicon carbide boat surface; and the oxidation And a step of cleaning the treated silicon wafer by RCA or ozone water and hydrofluoric acid , and the silicon carbide boat is repeatedly used in the heat treatment step and the oxidation treatment step. .
That is, the cleaning method according to the present invention switches the surface of the silicon wafer and the silicon carbide boat by switching from an inert gas atmosphere to an oxidizing gas atmosphere at a relatively high temperature in the cooling process after the heat treatment. This produces an oxide film.
[0015]
According to the above method, the oxide film on the surface of the silicon carbide boat that has been consumed and reduced by the heat treatment can be recovered in the subsequent oxidation treatment step in combination with the annealing treatment of the silicon wafer.
Therefore, during the heat treatment, it is possible to prevent contamination of the mounted silicon wafers by free carbon, so that high-quality silicon wafers can be stably supplied, and the silicon carbide boats can be continuously connected. Can be used repeatedly.
[0016]
In addition, the boat made from silicon carbide as used in the field of this invention means all the members which mount a silicon wafer, for example, the holder etc. which mount a silicon wafer are also contained.
Further, the boat made of silicon carbide only needs to have an outer surface made of a silicon carbide material, and the base material constituting the inside may be made of any of silicon carbide, silicon nitride, silicon, carbon, and the like. The same effect can be obtained.
[0017]
The heat treatment step in the above method is performed by placing a silicon wafer on a silicon carbide boat and heat treating the silicon wafer at 1000 to 1300 ° C. in an inert gas atmosphere.
This is a so-called annealing treatment for the purpose of reducing crystal defects on the surface layer of the wafer and improving the microroughness of the surface.
[0018]
The inert gas atmosphere in this heat treatment means an atmosphere of one kind of a rare gas such as He, Ne, Ar, or a nitrogen gas, or a mixed gas of two or more kinds thereof. In order to keep the wafer clean, Heat treatment is performed in such an atmosphere.
The heat treatment temperature is preferably within the above heat treatment range from the viewpoint of reducing crystal defects and improving the microroughness of the surface, and the heat treatment time is preferably about 0.5 to 24 hours.
[0019]
Next, after the annealing treatment, the wafer to be processed is cooled from 1000 ° C. to about room temperature in order to carry it out of the heat treatment furnace.
In this cooling process, the silicon wafer is oxidized while being placed on a silicon carbide boat.
That is, in this oxidation treatment step, not only the annealed silicon wafer but also the silicon carbide boat on which it is placed is oxidized.
[0020]
Therefore, the silicon carbide boat surface, in which the oxide film is consumed and reduced by the annealing treatment, is formed again by the oxidation treatment, and the oxide film thickness can be recovered.
For this reason, when repeatedly performing heat treatment using a boat made of silicon carbide, according to the method of the present invention, the oxide film on the boat surface is recovered by continuing the oxidation treatment after the heat treatment. Can be permanently prevented, high quality silicon wafers can be stably supplied, and the boat can be used repeatedly and continuously.
[0021]
Further, even in the annealing process performed in the clean environment as described above, the silicon wafer is slightly contaminated with metal impurities by various members other than the boat in the heat treatment furnace.
In order to remove such metal impurities on the wafer surface, a cleaning process is usually performed after the heat treatment process, but even with this cleaning, metal impurities introduced into the wafer by the heat treatment, particularly Fe, are completely removed. It is difficult.
[0022]
On the other hand, in the present invention, the metal impurities introduced into the wafer by the oxidation treatment after the heat treatment can be taken into the oxide film. Then, by removing this oxide film by a subsequent cleaning process, it is possible to reduce metal impurity contamination.
[0023]
As described above, a cleaning process is performed after the oxidation process, and this cleaning process is performed by removing the oxide film by RCA cleaning or cleaning with ozone water and dilute hydrofluoric acid to form a chemical natural oxide film. It is preferable to grow it.
By this cleaning process, an oxide film, adhering particles and the like that have incorporated metal impurities on the wafer surface can be removed, and a silicon wafer having a clean surface and a stable surface structure can be obtained.
[0024]
The RCA cleaning is not particularly limited, and is performed by a normal cleaning method using an SC-1 solution, an SC-2 solution, or the like for the purpose of removing an oxide film incorporating metal impurities, adhered particles, and the like. Can do.
[0025]
In addition, the surface of the wafer formed by annealing is formed by cleaning with ozone water to form an oxide film having a uniform surface structure in a more stable oxidation state on the wafer surface. Can be cleaned without impairing the thickness, that is, without deteriorating the microroughness at the atomic level.
[0026]
Each of the above-described cleaning treatments can be performed by spraying, dipping, or the like, as in a normal cleaning treatment method.
The concentration of the ozone water is not limited, but is preferably about 10 to 60 ppm from the viewpoint of forming a homogeneous oxide film, and the concentration of hydrofluoric acid is from the viewpoint of maintaining the surface structure of the wafer. Therefore, it is preferably about 0.5 to 2%.
Each cleaning time varies depending on the size of the wafer, the concentration of ozone water or the concentration of hydrofluoric acid, etc., and is set as appropriate.
[0027]
The silicon wafer processed in the present invention is not particularly limited. For example, after slicing a silicon single crystal obtained by the Czochralski (CZ) method, the floating zone (FZ) method or the like, it is mirror-finished. Any of a silicon wafer substrate (prime wafer), an epitaxial wafer, an SOI wafer, and the like may be used.
[0028]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example, this invention is not restrict | limited by the following Example.
[Example]
A silicon wafer having a diameter of 8 inches made from a CZ method silicon single crystal ingot was placed on a silicon carbide boat having an initial oxide film thickness of 1000 mm before heat treatment, and was transferred into a heat treatment apparatus at 400 ° C. . Then, the temperature was raised in an Ar gas atmosphere, and the heat treatment was performed by holding at 1200 ° C. for 1 hour.
After the temperature of the silicon wafer was lowered to 1000 ° C. in an Ar gas atmosphere, the temperature was changed to an oxygen atmosphere and lowered to 400 ° C., and then the wafer was unloaded.
The above operation was repeated 30 times, and the number of light scatterers (LPD: Light Point Defect) having a size of 0.120 μm or more was measured with a particle counter for each processed wafer. The result is shown in FIG.
[0029]
In addition, the wafer after the one-time treatment was cleaned with RCA (SC-1) and with 10 ppm ozone water for 1 minute and with 1% hydrofluoric acid for 1 minute, and then again with ozone water to obtain a surface photovoltage (Surface When the bulk Fe concentration was measured on the entire surface of the wafer by the Photovoltage (SPV) method, it was 9 × 10 ¹⁰ atoms / cm ³ .
[0030]
[Comparative example]
In the same manner as in the above example, a silicon wafer was placed on a silicon carbide boat and heat-treated.
The silicon wafer was lowered to 400 ° C. in an Ar gas atmosphere, and then the wafer was unloaded.
The above operation was repeated 30 times, and the number of LPDs was measured with a particle counter for each processed wafer. The result is shown in FIG.
[0031]
Further, the wafer after the above-mentioned single treatment was washed with RCA (SC-1) and diluted HF solution, and then the bulk Fe concentration was measured on the entire surface of the wafer by SPV. As a result, it was 6 × 10 ¹¹ atoms / cm ³ . there were.
[0032]
As shown in FIG. 1, in the conventional heat treatment method (comparative example), the number of LPDs increased when the heat treatment was repeated 10 times. However, in the method (example) according to the present invention in which the oxidation treatment is performed when the temperature is lowered. Even when the heat treatment was repeated 30 times, almost no LPD was observed.
Further, since the bulk Fe concentration of the processed wafer in the example is about 1/10 that of the conventional heat treatment method (comparative example), according to the cleaning method of the present invention, the metal of the silicon wafer It was recognized that impurity (Fe) contamination can be reduced.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for cleaning a silicon wafer according to the present invention, it is possible to permanently prevent the release of free carbon from the silicon carbide boat used in the heat treatment process of the silicon wafer, and to prevent defects in the silicon wafer. In addition, it is possible to reduce impurity contamination.
Therefore, according to the present invention, the silicon carbide boat can be used continuously and repeatedly, the efficiency of the cleaning process in the silicon wafer manufacturing process can be improved, and a high-quality silicon wafer can be stabilized. Can be supplied automatically.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing changes in the number of repetitions of heat treatment and the number of LPDs of a wafer in examples and comparative examples.

Claims

Placing the silicon wafer on a silicon carbide boat that has been previously oxidized, and heat treating the silicon wafer at 1000 to 1300 ° C. in an inert gas atmosphere;
In the process of cooling the silicon wafer at 1000 ° C. or lower, an oxidation treatment is performed while the silicon wafer is placed on the silicon carbide boat, and an oxide film is formed on the silicon wafer surface and the silicon carbide boat surface ;
A step of cleaning the oxidized silicon wafer by RCA cleaning or ozone water and hydrofluoric acid ,
A method of cleaning a silicon wafer , wherein the silicon carbide boat is continuously and repeatedly used in the heat treatment step and the oxidation treatment step .